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[en] BEHAVIOUR OF AN EXPERIMENTAL LANDFILL OVER A GOLD TAILINGS DEPOSIT PARACATU MINING CO / [pt] COMPORTAMENTO DE UM ATERRO EXPERIMENTAL SOBRE UM DEPÓSITO DE REJEITOS DE OURO: MINERAÇÃO PARACATUGERMAN LUIS GONZALES MAMANI 05 September 2013 (has links)
[pt] Em projetos de barragens de rejeitos de mineração, normalmente existe uma
grande preocupação relacionada aos aspectos construtivos e de segurança, em
função do processo de lançamento de material sobre depósitos fofos de rejeitos
saturados. Os maiores desafios consistem na avaliação da resistência e da
deformabilidade do material de fundação, na possibilidade de ocorrência de
liquefação, e no desenvolvimento e velocidade de dissipação das poropressões.
Neste contexto, a Rio Paracatu Mineração (RPM) construiu um aterro
experimental instrumentado em grande escala,com material de empréstimo
siltoarenoso sobre o depósito de rejeito na Mina do Ouro. Este aterro
experimental foi projetado e construído com 10,0 m de altura, talude frontal de
1,5H:1,0V e um talude suave com uma berma de estabilização de 4,0 m de altura
no talude oposto. A fundação do aterro foi instrumentada com piezômetros
elétricos de corda vibrante, inclinômetros e placas de recalque. Além da
instrumentação de campo, há uma base de dados de ensaios de laboratório
realizados nas universidades de Viçosa (UFV), São Carlos (USP/SC) e PUC-Rio.
Todos estes dados permitem a caracterização do material do rejeito, além da
determinação de parâmetros de resistência, deformabilidade, permeabilidade e
adensamento. O objetivo desta Tese é contribuir para uma melhor compreensão
do comportamento de barragens de rejeitos de mineração com base nas evidências
laboratoriais e na retroanálise do comportamento do aterro experimental de larga
escala. Para tanto, foi realizada a simulação numérica do processo construtivo do
aterro experimental, buscando-se o modelo constitutivo e os parâmetros mais
adequados para a representação do comportamento de solos granulares saturados.
As análises numéricas foram executadas com o programa computacional Plaxis V11, de elementos finitos. Uma vez reproduzido o comportamento do aterro
experimental, procedeu-se à previsão dos recalques e deslocamentos horizontais
da barragem de ouro da Rio Paracatu Mineração. Os resultados mostraram que o
modelo Hardening Soil permitiu a reprodução do comportamento do aterro
experimental durante as etapas construtivas. A boa seleção de parâmetros, com
base em um extenso programa experimental, permitiu a previsão do
comportamento da barragem principal. / [en] In projects of mining tailings dams, there is usually a big concern and
constructive aspects related to security, according to the release process of
material on saturated tailings deposits cute. The biggest challenges consist in
evaluating the strength and deformability of the foundation material, the
possibility of liquefaction and speed the development and dissipation of
poropressures. In this context, the Rio Paracatu Mineração (RPM) built an
instrumented experimental landfill on a large scale, with sandy silty material loan
on the deposit of waste in the Gold Mine. This experimental landfill was designed
and constructed with 10.0 m height, front slope of 1.5 H: 1.0 V and a gentle slope
with a stabilizing berm of 4.0 m high on the slope opposite. The foundation of the
embankment was instrumented with vibrating string electric piezometers,
inclinometers and settlement plates. Besides the instrumentation field, there is a
database of laboratory tests conducted at the Universities of Viçosa (UFV), San
Carlos (USP / SC) and PUC-Rio. All these data allow the characterization of
tailings material, besides the determination of parameters of resistance,
deformability, permeability and density. The goal of this dissertation is to
contribute to a better understanding of the behavior of mining tailings dams based
on laboratory evidence and backcalculation behavior of large-scale experimental
landfill. Therefore, we performed a numerical simulation of the construction
process of the experimental landfill, seeking the constitutive model and
parameters best suited to represent the behavior of granular soils saturated. The
numerical analyzes were performed with the computer program Plaxis V11, finite
elements. Once reproduced the experimental behavior of the landfill, proceeded to
the prediction of settlements and horizontal displacements of the dam the Rio
Paracatu gold mining. The results showed that the model Hardening Soil allowed
playback behavior of the experimental landfill during the construction stages. A good selection of parameters based on an extensive experimental program allowed
the prediction of the behavior of the main dam.
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[en] MODELING AND SIMULATION OF THE DYNAMIC OF SURFACE MOORED BUOYS / [pt] MODELAGEM E SIMULAÇÃO DA DINÂMICA DE BÓIAS DE SUPERFÍCIE ANCORADASGIL RUDGE CAVALCANTI DE ALBUQUERQUE 17 April 2009 (has links)
[pt] Um método para a simulação dinâmica bi-dimensional de bóias cilíndricas
de superfície, sujeitas à ação de ondas e ancorada ao fundo marinho através de
uma linha flexível é apresentado neste trabalho. O modelo de elementos finitos
adotado por Lustosa (2002) é empregado na descrição do movimento do cabo de
ancoragem, onde elementos de vigas de Euler-Bernoulli de dois nós são
empregados, com a cinemática do movimento descrita através de grandezas
referidas ao sistema local co-rotacionado. No modelo numérico, são consideradas
as não-linearidades geométricas resultantes dos grandes deslocamentos da linha e
que causam o acoplamento das rigidezes axial e flexional. Na caracterização do
movimento da linha consideram-se os seguintes efeitos: peso próprio, empuxo,
carregamento hidrodinâmico da correnteza marinha, deslocamentos impostos pela
unidade flutuante, forças de inércia e, se presente, a ação de flutuadores. Os
deslocamentos do cabo são obtidos da solução do sistema algébrico de equações
não-lineares, resultante da integração temporal de Newmark das equações
diferenciais temporais do movimento, cuja convergência é garantida através do
método iterativo de Newton-Raphson. Para a bóia, considerada para efeito de
análise como indeformável, três graus-de-liberdade são considerados: dois de
deslocamentos lineares e um de deslocamento angular. As ondas de superfície,
monocromáticas e bi-dimensionais, são representadas no modelo através da teoria
linear de Airy associada à modificação empírica de Wheeler (Wheeler, 1969).
Forças resultantes da ação das ondas sobre a bóia de superfície são obtidas através
da integração numérica da equação proposta por Chitrapu et al. (1998) que
compõe-se de um termo viscoso - resultante da parcela de arrasto da equação de
Morison - e de um termo não-viscoso - considerado como resultante da soma da
força de Froude-Krylov (Chakrabarti, 1987) à parcela de inércia da equação de
Morison -. A integração numérica desta equação sobre a superfície “molhada”
instantânea do cilindro é realizada, a cada incremento de tempo da análise,
empregando-se o método da quadratura adaptativa de Simpson. Finalmente, na
integração temporal das equações de movimento da bóia de superfície utiliza-se o
método de Runge-Kutta de quinta ordem, com o controle adaptável do passo
temporal. O procedimento descrito foi implementado em um programa de
computador e os resultados obtidos de algumas análises numéricas comparados
com os fornecidos por outras simulações independentes, de forma a verificar a
adequabilidade da formulação proposta no estudo da dinâmica de bóias flutuantes. / [en] In this work a method for two-dimensional dynamic analysis of a cylindrical
buoy under surfaced waves and moored to the seafloor by a flexible riser is
presented. The finite element model used to describe the dynamics of the maritime
line was developed by Lustosa (2002). This is a two node beam element based on
the Euler-Bernoulli theory, with the element kinematics referred to a co-rotacional
coordinate system attached to the element. The model considers the representation
of geometric non-linearities due to the line motion large displacements resulting in
axial-bending couplings in the element total stiffness representation. The element
displacements in the line are due to the following external loadings: self weight,
buoyancy force, hydrodynamic forces due to maritime currents, surface buoy
imposed displacements, the forces of inertia, and, if present, the action of floaters.
The buoy two displacements and one rotation degrees-of-freedom are measured at
its center of gravity and are obtained from the solution of the non-linear algebraic
system resulting from the Newmark temporal integration of the differential
equations of motion, which solution convergence is granted by a Newton-
Rapshon iterative method. The linear wave theory - Airy Theory -, associated to
the Wheeler empirical modification, is used in this work to represent the
monochromatic bi-dimensional surface waves. To obtain the wave forces acting
on the surface buoy while in motion, the numerical integration of the equation
presented by Chitrapu et al. (1998) is employed. This is the result of a two part
equation: the first is evaluated as the Morison viscous drag force and, in a second
part, is the sum of the - Froude-Krylov - and the Morison inertia forces. The
numerical integration of the resulting equation is evaluated over the instantaneous
wet surface of the buoy, in each time-step, using the adaptive recursive Simpson´s
method. Finally the temporal integration of the buoy equations of motion are
evaluated using a fifth-order Runge-Kutta method, with an adaptive control of the
temporal time step. This procedure has been implemented in a computer program
and the results obtained from some numerical analysis are compared to the ones
obtained from independent simulations, so as to verify the ability of this proposed
method to describe the dynamic of floating buoys.
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[en] DETERMINATION OF TRANSPORT COEFFICIENTS OF A PINNED ANNULAR HEAT EXCHANGER / [pt] DETERMINAÇÃO DOS COEFICIENTES DE TRANSPORTE EM UM TROCADOR DE CALOR BI-TUBULAR PINADOANGELA OURIVIO NIECKELE 27 August 2012 (has links)
[pt] Os coeficientes de troca e perda de carga de trocadores de calor do tipo bi-tubular pinado foram experimentalmente determinados. Medidas do coeficiente global de troca de calor do permitiriam avaliar o coeficiente de troca do lado do ar como função do número de Reyonolds do escoamento. Os resultados foram comparados com aqueles para trocadores de calor de duto anular, sem pinos, e a comparação revelou uma grande vantagem em relação à troca de calor para os trocadores pinados. Por outro lado, a comparação mostrou sua queda de pressão é consideravelmente mais alta. Não obstante, para a mesma taxa de transferência de calor, o trocador de calor pinado seria muito mais compacto. / [en] Experiments have been performed to determine the heat transfer characteristics and pressure drop of a pinned double-pipe heat exchangers. Measurements of the overall heat transfer coefficient as function of the air-side transfer coefficients as function of the flow Reynolds number. The results were compared with those for annular duct heat exchangers, without pins, and the comparison revealed a great advantage respect to the heat transfer for the pinned exchanger. On the other hand, the comparison showed that its pressure drop is considerably higher. Nevertheless, for the same heat transfer rate, the pinned exchanger would be much more compact.
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[en] UTILIZATION OF COMPUTER SIMULATION TO ASSIST IN DECISION MAKING IN A COMPANY PROVIDING STEEL SERVICE: TRANSPORTATION OF STEEL SLABS TO THE HARBOR / [pt] UTILIZAÇÃO DA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL PARA AUXILIAR NA TOMADA DE DECISÃO EM UMA EMPRESA DE PRESTAÇÃO DE SERVIÇOS SIDERÚRGICOS: TRANSPORTE DE PLACAS DE AÇO PARA O PORTOANDRE BUZETTI FURTADO 10 April 2019 (has links)
[pt] A presente pesquisa tem por objetivo suscitar uma discussão sobre a utilização da simulação computacional e analisar a sua viabilidade para tomadas de decisões gerenciais nas empresas de prestação de serviços siderúrgicos, mais especificamente a de transporte de placas de aço, RIP Serviços Siderúrgicos. Para isso, foram abordados conceitos e aspectos sobre a modelagem e simulação, etapas importantes para alcançar o modelo ideal de simulação, bem como as vantagens e desvantagens e suas principais aplicações. Além disso, foram apresentados softwares que são comumente utilizados para realizar as simulações, sendo que para este trabalho utiliza-se o Arena. A partir da modelagem e animação originada pelo software Arena e dos relatórios gerados pelo software foi possível elaborar cenários fundamentais para a tomada de decisões estratégicas empresariais, e mostrar a importância da ferramenta para o fortalecimento da
empresa no mercado e melhoraria dos processos junto ao cliente. / [en] This research aims to raise a discussion on the computational simulation and analyze its viability for decision making in companies providing steel services, specifically the transport of steel plates, RIP Steel Services. For this, we discussed concepts and aspects of modeling and simulation, important steps to achieve the ideal model simulation, as well as the advantages and disadvantages and its main applications. Furthermore, we presented software that are commonly used to perform the simulations, and for this work we use the Arena. From the modeling and animation originated by software Arena and reports generated by the software it was possible to develop scenarios fundamental for making strategic business decisions, and show the importance of tool to strengthen the company s market and improve processes with the
customer.
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[en] SIMULATION OF TRANSPORT AND DEPOSITION OF SILICICLASTIC SEDIMENTS IN PLATAFORM, SLOPE, AND BASIN ENVIRONMENTS / [pt] SIMULAÇÃO DE TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO DE SEDIMENTOS SILICICLÁSTICOS EM AMBIENTES DE PLATAFORMA, TALUDE E BACIACARLOS VITOR DE ALENCAR CARVALHO 26 May 2003 (has links)
[pt] A geologia sedimentar trata do estudo dos processos
físicos, químicos e biológicos atuantes na superfície da
Terra não só no presente como também ao longo de toda a sua
evolução. Em função disso, ela pode ser aplicada em diversos
campos, como, por exemplo, no estudo da formação de
combustíveis fósseis. Um dos focos principais da geologia
sedimentar reside em determinar os parâmetros e processos
pelos quais as bacias sedimentares são preenchidas. Neste
trabalho é apresentado o desenvolvimento de um simulador
numérico de sedimentação tridimensional, chamado de STENO,
com ênfase nos processos deposicionais em ambientes de
plataforma, talude e bacia. O algoritmo do simulador é
baseado nos conceitos quantitativos formulados pela
Estratigrafia de Seqüências, como mecanismos de controle
primário da arquitetura dos estratos sedimentares, e em
uma análise numérica para simulação do fluxo bidimensional
de um fluido incompressível, em regime permanente, não
viscoso, em função da batimetria da região a ser modelada
através de um grid regular definido pelo usuário. O campo
de velocidades, calculado a partir das velocidades de
aporte de sedimentos e das velocidades de corrente, é
utilizado para determinar a direção de escoamento dos
sedimentos (linhas de correntes). A abordagem dada pelo
algoritmo do STENO é inovadora em termos dos algoritmos
existentes, pois considera que os sedimentos são
transportados hidrodinamicamente, isto é, na direção x e y
eles são transportados seguindo as linhas de corrente e na
direção z a movimentação/deposição dos sedimentos é
controlada pelo ângulo de estabilidade de cada fração
litológica (areia, silte ou argila) e pelo volume do espaço
disponível para acomodação em cada uma das colunas formadas
a partir das células do modelo discretizado. / [en] Sedimentary Geology deals with the study of the physical,
chemical and biological processes operating in the surface
of the Earth, not only in the present days, but also along
all History. Therefore, it can be applied in miscellaneous
fields, as, for example, in the study of fossils fuels
formation. One of the main focus of sedimentary geology
inhabits in determining the parameters and processes for
which the sedimentary basins are filled. In this work the
development of a numerical simulator of sedimentation 3D,
called STENO is presented, with emphasises the depositary
processes in platform, slope, and basin environments. The
algorithm of the simulator is based on the formulated
quantitative concepts for Sequence Stratigraphy, as
mechanisms of primary control of the architecture of
sedimentary stratus, and in a numerical analysis for
simulation of the 2D steady-state flow of a incompressible
fluid, not viscous, in function of the bathymetry of the
region represented by one regular grid defined by the user.
The velocity field calculated from boundary conditions
(sediment aport velocity and for field stream velocity) it
is used to determine the direction of draining of the
sediments (streamlines). The algorithm of STENO is
innovative because it considers that the sediments are
carried hydrodynamicsly, that is, in direction x and y they
are carried following streamlines and in direction z. The
movement/deposition of sediments is controlled by an angle
of stability of each lithology fraction (sand, silte or
clay) and by the volume of the available space for
accommodation in each one of the columns formed in the
cells of the discretized model.
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[en] SIMULATION OF BRAZED PLATE HEAT EXCHANGERS FOR CASCADE VAPOR COMPRESSION SISTEM / [pt] SIMULAÇÃO DE TROCADORES DE CALOR DE PLACAS PARA SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO EM CASCATAJOSÉ MIGUEL MAYTA TITO 16 January 2012 (has links)
[pt] Desenvolveu-se um modelo de simulação para trocadores de calor de placas
soldadas (BPHE – Brazed Plate Heat Exchanger) operando em regime
permanente em um sistema de refrigeração em cascata por compressão de vapor,
ou seja, condensador, trocador de calor intermediário (ou condensador em
cascata) e evaporador. O modelo adota o método de análise local, onde o trocador
de calor é dividido em uma série de pequenos volumes de controle, para os quais
as equações de troca de calor e de conservação de massa e de energia são
aplicadas. Para o calculo dos coeficientes locais de transferência de calor e fator de
atrito foram utilizadas correlações disponíveis na literatura, considerando as
regiões de escoamento monofásico ou bifásico em cada um dos trocadores, Estas
correlações cobrem valores de fluxo de calor entre 2,5 kW/m2 e 185 kW/m2,
temperaturas de saturação entre 5 graus Celsius e 30 graus Celsius, e aplicam-se a geometrias com
ângulos de corrugação entre 20 e 60 graus. Um programa computacional foi
desenvolvido em FORTRAN para o cálculo do desempenho térmico dos
trocadores de calor e das correlações de asida dos dois fluidos. Na simulação
foram consideradas conhecidas as condições de entrada dos fluidos e a geometria
do trocador. As propriedades termo-físicas dos fluidos foram calculadas utilizandose
a mais recente versão do padrão NIST de referência de propriedades
termodinâmicas e de transporte (REFPROP 9.0), permitindo a simulação dos
trocadores de calor operando com uma vasta gama de refrigerantes. Os resultados
da simulação foram comparados com os dados experimentais (condensador e
evaporador) levantados por outros autores para os refrigerantes R22 e R290, tendose
obtido boa concordância. Uma analise de sensibilidade para os trocadores de
calor, utilizando os novos refrigerantes R1234yf e R1234ze, foi também realizada. / [en] A simulation model of brazed plate heat exchangers (BPHE)
operating in steady-state in a cascade vapor compression refrigeration system has
been developed. For this system the heat exchangers were the condenser,
intermediate heat exchanger or cascade-condenser and evaporator. The model
adopts a local analysis method, where the heat exchanger is divided into
a series of small control volumes, to which the heat transfer rate equations and
the fundamental of conservation of mass and energy equation. Local heat
exchanger coefficients and friction factor are calculated using
correlations available in literature, considering regions of single-phase or twophase
flow for each one of the heat exchangers. These correlations have heat flux
values ranging from 2,5kW/m2 to 185kW/m2, saturation temperatures from 5 degrees Celsius to 35 degrees Celsius and were applied to geometries with corrugation angle ranging from 20 degrees to 60 degrees. In order to calculate the thermal performance of the heat exchangers and
the output conditions of the two fluids a computational program was developed in
FORTRAN. This simulation considers known inlet conditions of the fluids and
the geometry of the heat exchanger. The thermophysical properties of the
refrigerants fluids were calculated using the version 7 of REFPROP, a package
by NIST (National Institute of Standards and Technology), that allow for the
simulation of heat exchangers with a wide operating range of refrigerants. The
simulation results were compared with experimental data (condenser and
evaporator) for R22 and R290 refrigerants, obtaining a good agreement. A
sensibility analysis for heat exchangers, using the new R1234yf and R1234ze has
also been carried out.
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[en] DESIGN, NUMERICAL SIMULATION AND EXPERIMENTAL EVALUATION OF AN INERTIAL IMPACTOR USED TO COLLECT ATMOSPHERIC AEROSOLS / [pt] PROJETO, SIMULAÇÃO NUMÉRICA E TESTE EXPERIMENTAL DE UM IMPACTADOR INERCIAL EM CASCATA PARA AMOSTRAGEM DE AEROSSÓIS ATMOSFÉRICOSCLAUDIA MARCIA FERREIRA COSTA 14 March 2006 (has links)
[pt] O impactador inercial em cascata é um instrumento no
qual
uma amostra
de ar e poluentes (aerossóis) é obrigada a percorrer um
trecho contendo
obstáculos, chamados placas de impactação. Os obstáculos
forçam o jato a
mudar de direção, mas como as partículas têm maior
inércia
do que o fluido, não
acompanham as linhas de corrente do escoamento e acabam
por depositar-se
sobre estes obstáculos. Diferenças na geometria
envolvendo
diminuição de área
de passagem de escoamento e conseqüente aumento de
velocidades, fazem
com que, a cada estágio, partículas de diâmetros menores
sejam coletadas. O
desafio é projetar um instrumento que maximize a
eficiência de coleta,
diminuindo as perdas por deposição indesejável de
partículas nas paredes,
recirculações e outros efeitos. Nesta Dissertação de
Mestrado foi realizado o
projeto de um impactador de três estágios coletando,
respectivamente, partículas
com diâmetro aerodinâmico de 10, 2,5 e 1 (mi)m, operando
com
vazão de 30 lpm
(litros por minuto) e pressão atmosférica. Na análise de
desempenho do
instrumento, foram realizadas simulações numéricas com o
objetivo de analisar
características do escoamento e da trajetória de
partículas e levantar as curvas
de eficiência de coleta. Foram realizados, também,
testes
experimentais
reproduzindo condições de uso com o intuito de levantar
as
curvas de eficiência
reais. Os resultados numéricos e experimentais foram
comparados e
apresentam-se ao final, conclusões sobre o desempenho do
instrumento e
recomendações para trabalhos futuros. / [en] Impactors are simple devices in which a sample flows of
air and pollutants
flow around an obstacle, called impaction plate. Particles
with sufficient inertia will
slip across the flow streamlines and impact on the
obstacle. Particles with less
inertia will follow the airflow away from the impaction
surface. Inertial cascade
impactors have more than one impaction area. Each one has
an impaction plate
and a nozzle plate. From one stage to the other, the
nozzle diameters become
smaller and, consequently, the velocities are higher. This
allows for the collection
of smaller particles. The challenge is to design an
instrument with the higher
collection efficiency as possible, reducing wall losses,
recirculation regions and
other effects. In this study a 3-stages inertial cascade
impactor was designed and
tested. The cut-point aerodynamic diameters for each stage
were 10, 2.5 and 1
(mi)m, respectively, when operating with a flow rate of 30
l/min at atmospheric
pressure. To evaluate the instrument, some numerical
simulations were
performed. They provided results for the flow field,
particle trajectories and the
collection efficiency curves. Experimental tests were also
done to allow for the
determination of the real efficiency curves. The numerical
and experimental data
were compared. Finally, the conclusions of the work and
recommendations for
future studies are presented.
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[en] ATION OF A CONDITIONAL AIR SYSTEM AUTOMOTIVO USING CO2 AS COOLING / [pt] SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA DE CONDICIONADOR DE AR AUTOMOTIVO EMPREGANDO CO2 COMO REFRIGERANTEPEDRO PRUDENCIO DE MORAIS FILHO 17 June 2002 (has links)
[pt] O presente trabalho diz respeito ao desenvolvimento de um
modelo semiteórico de simulação para um ciclo transcrítico
de compressão de vapor empregando, como fluido
refrigerante o dióxido de carbono, R744. Com base no modelo
matemático dos componentes do ciclo (um compressor, uma
válvula de expansão, um evaporador, um resfriador de gás,
um acumulador de sucção e um intercambiador de calor),
operando em regime permanente, foi proposto o desempenho de
um sistema de ar condicionado automotivo, em condições de
temperaturas ambientes elevadas.Um programa escrito em
FORTRAN foi desenvolvido para calcular o desempenho
do ciclo e os resultados foram comparados com dados
experimentais publicados em McEnaney et al. (1999). As
propriedades do R744 foram calculadas com subrotinas do
pacote REFRIPROP, desenvolvido no NIST, EUA. / [en] The present work says respect to the development of a
semitheoretical model of simulation for a transcrítico
cycle of vapor compression using, as fluid cooling the
dioxide of carbon, R744. On the basis of the mathematical
model of the components of the cycle (a compressor, a valve
of expansion, a gas evaporator, cooler, an accumulator of
suction and a intercambiador of heat), operating in
permanent regimen, was considered the performance of a
automotivo conditional air system, in conditions of raised
ambient temperatures. A program written in FORTRAN was
developed to calculate the performance of the cycle and the
results had been compared with experimental data published
in McEnaney et al. (1999). The properties of R744 had been
calculated with subroutines from REFRIPROP, developed at
NIST, U.S.A.
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[en] RESERVOIR FLOW AND STRESS SIMULATION APPLIED TO REAL CASES / [pt] SIMULAÇÃO DE FLUXO E TENSÕES EM RESERVATÓRIOS APLICADA A CASOS REAISRAFAEL AUGUSTO DO COUTO ALBUQUERQUE 26 May 2015 (has links)
[pt] A exploração crescente de campos de petróleo desafiadores é
acompanhada por uma também crescente preocupação pública e de
companhias petrolíferas em relação a questões ambientais e de segurança.
Estudos dos principais acidentes recentes relacionados a exploração de
hidrocarbonetos indicam que análises geomecânicas aprofundadas podem
ser a chave para prevenir tais ocorrências. Efeitos geomecânicos podem
ser muito relevantes durante análises de reservatórios. Há diversas
possibilidades para considerar esses efeitos, mas a análise acoplada iterativa
tem mostrado ser uma das melhores soluções, pois apresenta resultados
precisos em um período de tempo computacional viável. O grupo de
pesquisa PUC-Rio/GTEP tem desenvolvido um programa de acoplamento
que gerencia o simulador de fluxo (IMEX ou Eclipse) e o programa de
elementos finitos (Abaqus ou uma solução em GPU mais rápida chamada
Chronos), de uma forma interativa. O referido programa fornece uma
solução abrangente para geomecânica de reservatórios. No entanto, a
geração de malha, a preparação de dados e a avaliações de resultados são
barreiras para a sua aplicação na rotina de trabalho da indústria. Esta
dissertação apresenta a elaboração de um fluxo de trabalho desenvolvido em
um modelador geológico para aplicar a simulação acoplada de fluxo-tensão
para reservatórios reais de hidrocarbonetos. Este fluxo de trabalho permite
de forma simples e direta a geração de malha de elementos finitos, a definição
de parâmetros mecânicos, supervisão da execução da solução acoplada e, por
fim, a avaliação dos resultados de fluxo e tensão em um mesmo ambiente
de visualização. / [en] The growing exploration of challenging oil fields is followed by an
increasing concern by members of the public and oil companies about
environmental and safety issues. Studies of recent major accidents indicate
that geomechanics analyses can be the key to prevent future incidents.
Geomechanical effects can be very relevant during reservoirs analyses.
Actually, there are many possibilities available to consider such effects,
but iterative-coupled analysis has shown to be one of the best solutions
because it presents accurate results in a feasible computational timeframe.
The GTEP/PUC-Rio research group has developed a coupling program that
manages both the flow simulator (IMEX or Eclipse) and the finite element
solver (Abaqus or a faster in-house GPU solution called Chronos) in an
interactive way. The mentioned program provides a wide-ranging solution
for reservoir geomechanics. However, mesh generation, data preparation and
results evaluations are bottlenecks for its application in the industry s work
routine. This dissertation presents the development of a workflow included
in a geological modeler to apply the coupled flow-stress for real hydrocarbon
reservoir simulation. This workflow allows in a simple and direct manner the
generation of a finite element mesh, the definition of mechanical parameters,
the supervision of coupled solution execution and the evaluation of results
(flow and stress) in a single viewing environment.
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[en] TESTS ON A LARGE CUBIC CELL FOR THE STUDY OF SOLIDS CONTAINMENT IN OIL WELLS / [pt] ENSAIOS EM CÉLULA CÚBICA DE GRANDES DIMENSÕES PARA ESTUDO DE MEDIDAS DE CONTENÇÃO DE SÓLIDOS EM POÇOS DE PETRÓLEORAFAEL RICHIE LOPEZ CHAVEZ 13 October 2011 (has links)
[pt] Um dos maiores problemas na indústria do petróleo durante a extração de
hidrocarbonetos é a produção de sólidos, grãos de areia que usualmente são
gerados a partir de formações pouco consolidadas, como nos arenitos, podendo
causar erosão nas linhas de produção, equipamentos de elevação e de superfície,
colapso de revestimentos e obstrução do poço. Esses eventos e outros
relacionados representam para essa atividade, elevados custos ambientais e
econômicos. Nesta dissertação foi simulado experimentalmente o funcionamento
de sistemas de contenção de sólidos mais utilizados para poços horizontais sem
revestimento, estes ensaios foram executados em blocos de arenitos sintéticos de
grandes dimensões, através de uma célula cúbica que permitiu a aplicação de
cargas de forma independente em três dimensões, sendo submetidos os corpos de
prova a um estado plano de deformações, priorizando-se n os seguintes objetivos:
primeiro analisar o comportamento mecânico de sistemas de contenção de areia
em três casos, e segundo observar os efeitos físicos produzidos no gravel pack,
quando submetido a um estado anisotrópico de tensões em uma formação com
potencial de produção de sólidos. Os resultados foram satisfatórios mostrando em
cada caso comportamentos similares, verificando-se que a tela centralizada com o
gravel pack oferece melhores condições de suporte para a formação e para
estabilidade do poço. / [en] A major problem in the oil industry during the extraction of hydrocarbons is
the production of solid sand grains that are usually generated from some
consolidated formations, as in sandstones, may cause erosion on production lines,
lifting equipment and surface coatings collapse and obstruction of the well. These
and other related events account for this activity, high environmental and
economic costs. In this dissertation was simulated experimentally the operation of
solid containment systems used to more horizontal wells without coating, these
tests were run on synthetic sandstone blocks of large dimensions, through a cubic
cell which allowed the application of loads independently in three dimensions,
and subjected the specimens to a state plan deformations, focusing on the
following objectives: first to analyze the mechanical behavior of systems
containing sand in three cases, and second to observe the physical effects
produced in the gravel pack, when subjected to an anisotropic state of stresses in a
formation with a production potential of solids. The results were satisfactory in
each case showing similar behavior, verifying that the central screen with gravel
pack offers better support for the formation and stability of the well.
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